ES2221254T3 - Ventilador radial. - Google Patents

Abstract

SE PROPONE UN VENTILADOR RADIAL DE ELEVADA POTENCIA ESPECIFICA, EN ESPECIAL CON UN ROTOR DE TAMBOR (2) Y UNA CARCASA (3), EN LA QUE SE DESARROLLA EN FORMA DE ESPIRAL, HACIA UN ORIFICIO DE SALIDA (5), UNA CAMARA DE AIRE (4) QUE SE VA ENSANCHANDO Y QUE ACTUA COMO CAMARA DE COMPRESION, Y CON UNA LENGUETA DE CARCASA (6) QUE PRESENTA EN LAS PAREDES LATERALES DE LA CARCASA SENDOS RADIOS DE GARGANTA PARA LA SEPARACION DEL PRINCIPIO (4'') Y DEL FINA (4") DE LA CAMARA DE COMPRESION, REALIZANDOSE LA LENGUETA DE CARCASA (6) AL MENOS EN PARTE DE LA ANCHURA (B) DE LA CARCASA (3) CON UNA CURVATURA CONTINUA (7).

Description

Ventilador radial.

La presente invención se refiere a un ventilador radial con una elevada potencia específica, sobre todo con un rotor cilíndrico y con una carcasa, dentro de la cual una cámara de aire - que se ensancha y que actúa como una cámara de presión - se extiende en forma de espiral hacia una abertura de salida de corriente; así como con una lengüeta que, por las paredes laterales de la carcasa, posee un respectivo radio de acanaladura y la que está prevista para la separación entre el comienzo de la cámara de presión y el final de la cámara de presión.

Los ventiladores radiales de la mencionada clase son empleados sobre todo en la ofimática, en el campo de los electrodomésticos y en la técnica de calefacción como unos ventiladores pequeños, y los mismos son, naturalmente, de una densidad de potencia relativamente elevada, es decir, la potencia producida es, en relación con las dimensiones, relativamente alta. Esto ha de ser aplicado en especial para los ventiladores radiales que, dentro del mencionado campo de empleo - y aquí sobre todo en la técnica de calefacción - deben ser solamente de unas reducidas medidas, habida cuenta de que las otras partes componentes delimitan el espacio de montaje para un ventilador pequeño de este tipo. Por este motivo, los ventiladores están equipados - como rueda motriz - con los llamados rotores cilíndricos, que hacen posible una muy elevada transformación de la energía, es decir, que conducen a un alto rendimiento de aire.

Teniendo en consideración que, por regla general, existe, tal como ya mencionado, una escasez de espacio, sobre todo en los campos de aplicación de esta naturaleza, se presentan las siguientes condiciones previas:

1. Ha de ser producida una curva característica de capacidad de aire (curva característica de presión/corriente volumétrica) de lo más elevado posible;

2. Dentro del pretendido punto de funcionamiento, una construcción de esta clase ha de irradiar muy pocos ruidos;

3. El pretendido punto de funcionamiento debe ser alcanzado y mantenido con la más reducida potencia de entrada posible.

A este efecto, se emplean normalmente unos rotores cilíndricos con un diámetro, que es bastante grande en proporción con las dimensiones exteriores del ventilador. Esto, sin embargo, conduce a una cámara de presión relativamente muy pequeña, es decir, al espacio entre la circunferencia exterior de la rueda y la cara interior de la carcasa. Teniendo en cuenta que los ventiladores de este tipo han de funcionar, en la mayoría de los casos, con unos económicos motores asincrónicos bipolares - cuyo número de revoluciones está limitado de forma correspondiente - resulta que a causa de la medida del diámetro de la rueda motriz se consigue una velocidad circunferencial relativamente elevada, que también es necesaria para una gran transformación de la energía. Habida cuenta, sin embargo, de que la cámara de presión es mantenida - a causa de la escasez de espacio - a un nivel relativamente reducido, la capacidad de absorción de la espiral de la carcasa es alcanzada muy pronto.

Por este motivo, las reducidas dimensiones del espacio para el ventilador radial representan una resistencia interna, y esto con la consecuencia de que:

- El gran diámetro de la rueda motriz puede ser utilizado sólo de una manera insuficiente;

- El rendimiento no es aprovechado y se incrementan las emisiones de ruidos.

Desde el punto de vista aerodinámico, el nivel óptimo - a unas dimensiones previamente determinadas para la carcasa - es alcanzado por medio de un diámetro más pequeño de la rueda, por lo que, por el otro lado, sin embargo, no pueden ser conseguidas las exigidas potencias específicas. Por motivos técnicos de los aparatos, y también por razones de espacio, entre otros, hace falta prever muchas veces una abertura de salida de forma circular.

Las carcasas de esta clase son conformadas principalmente - sobre todo si las mismas son empleadas como unas carcasas de gas de escape (hotsider = elementos de la parte caliente) - en aluminio o bien son fabricadas en chapa de acero mediante una embutición profunda. Las dos mitades de la carcasa son unidas entre si por medio de un rebordeado; en este caso, el borde rebordeado está situado por la cara exterior de la carcasa. Por los motivos de costo, en los ventiladores de este tipo - los cuales están provistos de una abertura de salida de forma circular - el plano de separación es colocado dentro del plano de simetría.

A través de la Patente Alemana Núm. DE 43 13 617 es conocida una carcasa de forma espiral de un ventilador radial, en la cual una lengüeta de carcasa se extiende mucho al interior de la cámara interior del ventilador para, de este modo, prolongar la zona de la lengüeta como continuación de la línea espiral. El borde de la lengüeta está provisto - de una pared del ventilador a la otra pared del mismo - de una curvatura, y el mismo conduce, como consecuencia de su prolongación, a un estrechamiento de la abertura de salida, el cual es en la forma de una tobera.

(0009) A causa de la prolongación y del estrechamiento de la sección transversal de la salida, se producen unos indeseables perfiles de la corriente y de la sección transversal, por lo cual se han de calcular con unas pérdidas en el rendimiento y sobre todo unos fenómenos de resonancia.

La presente invención tiene el objeto de perfeccionar un ventilador radial de la clase arriba mencionada, y esto de tal manera que sea incrementada su capacidad de producir aire.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características de la reivindicación principal de la patente.

Gracias a estas medidas es conseguido que, por un lado, se reduzca la irradiación de los ruidos y, por el otro lado, que sea suprimida la abrupta separación entre el final de la cámara de presión y el comienzo de la cámara de presión, por lo cual el medio gaseiforme de transporte dentro de la parte superior de la salida de aire en la lengüeta ya no es desviado de una manera tan drástica quedando impedidas, de esta manera, las negativas repercusiones que una desviación tan drástica pueda ejercer sobre el rendimiento.

Debido al hecho de que la extensión cualitativa de la curvatura de la lengüeta de la carcasa corresponde a los contornos de la abertura de salida de la corriente, queda asegurada una salida óptima de la corriente de aire a presión. Teniendo en consideración que el radio de la lengüeta varía esencialmente de una forma constante por toda la extensión de la curvatura, puede ser conseguida una precisa reducción en la irradiación de los ruidos. De una manera conveniente, el radio de la lengüeta es mayor por aquél punto de la misma, en el cual tiene lugar la mayor impulsión con el aire. Algunas veces, este lugar es el punto central de la anchura de la carcasa pero, en la mayoría de los casos, es el lado del rotor cilíndrico, el cual está situado por la parte del motor.

Puede ser conveniente que la distancia entre el diámetro exterior del rotor cilíndrico y la lengüeta de la carcasa a lo largo de la curvatura sea idéntica por toda la anchura de la carcasa. Por fijarse una distancia relativamente reducida, se puede conseguir una buena separación entre el comienzo de la cámara de presión y el final de la cámara de presión, la cual tiene una eficacia, que es comparable con la de una lengüeta recta de la carcasa.

Una forma de realización especial tiene previsto, que una parte del medio de transporte sea conducida - dentro de la zona de la lengüeta de la carcasa - otra vez hacia el comienzo de la cámara de presión. Esto puede ser conseguido por una variación en la más corta distancia entre el diámetro exterior del rotor cilíndrico y la carcasa; a este efecto, la distancia más corta puede estar dentro de la zona de la curvatura; no obstante, la misma también puede estar situada después de la zona de la curvatura - vista en dirección del desplazamiento - de tal manera que quede constituida una cámara cuneiforme entre la lengüeta y el lugar de la distancia más corta. También a través de esta medida se reduce considerablemente la formación de ruidos.

A continuación, la presente invención es explicada con más detalles por medio de unos ejemplos de realización, que están representados en los planos adjuntos.

En estos planos:

La Figura 1 muestra la vista - realizada con un diseño asistido por ordenador - de un ventilador radial según el estado actual de la técnica;

La Figura 2 indica - en una misma forma de representación como en la Figura 1 - la vista del ventilador radial de la presente invención; mientras que,

La Figura 3 muestra una vista en planta esquematizada del ventilador radial según la presente invención.

La Figura 1 indica - en una vista esquematizada, realizada con un diseño asistido por ordenador - la carcasa 3 de un ventilador radial con una abertura de salida de corriente 5, que es esencialmente de forma circular. La parte de transición entre la abertura de salida de corriente y la cámara interior de la carcasa en dirección hacia el lado de aspiración está constituida por una lengüeta de carcasa 6. Según la conocida forma de realización, esta lengüeta de la carcasa representa principalmente una barrera recta entre el final 4'' de la cámara de presión - es decir, el espacio dentro de la carcasa 3, el cual está situado por delante de la abertura de salida 5 de la corriente - y el comienzo 4' de la cámara de presión. Con un radio de acanaladura, la lengüeta 6 de la carcasa pasa a constituir, con sus bordes, las respectivas paredes laterales.

En la Figura 2 está indicada una forma de realización del ventilador radial según la presente invención. Este ventilador radial posee una carcasa 3, dentro de la cual está alojado un rotor cilíndrico 2. La carcasa constituye - alrededor del rotor cilíndrico - una cámara de presión 4, que se ensancha y que se extiende, esencialmente en forma de espiral, en dirección hacia la abertura de salida de corriente 5. Según su definición, esta cámara de presión está dividida en un final de cámara de presión 4'' y un comienzo de cámara de presión 4'; en este caso, el final 4'' de la cámara de presión representa aquella zona que, a continuación, pasa a constituir la abertura de salida de corriente 5. Visto en la dirección de marcha del rotor cilíndrico, el final 4'' de la cámara de presión se encuentra separado del comienzo 4' de la cámara de presión por medio de una lengüeta 6 de la carcasa.

Según la aquí representada forma de realización de la presente invención, esta lengüeta de carcasa se extiende - dentro de una curvatura, que está adaptada a la abertura de salida de la corriente - por toda la anchura B de la carcasa 3.

Por regla general, la lengüeta está provista - por aquél borde suyo, el cual está dirigido hacia la cámara de presión - de un radio de lengüeta 8 que - en los ventiladores radiales de la clase arriba mencionada, los que son de un diámetro de la rueda motriz de aproximadamente 100 hasta 150 mms. - es del orden de magnitud entre aproximadamente 5 y 8 mms. Según el ejemplo aquí representado de la presente invención, esta lengüeta está configurada de tal modo, que el radio se pueda reducir - desde el plano de simetría y hacia los dos lados - de una manera constante; en este caso, el radio es, dentro de la parte central, con preferencia mayor de 10 hasta 15 mms., mientras que la medida de 5 mms. está prevista solamente por las zonas del borde, y la lengüeta puede, dado el caso, ser todavía considerablemente más pequeña.

Otro criterio más para la capacidad del rendimiento de un ventilador radial es la distancia entre el rotor cilíndrico y la lengüeta de la carcasa. Según la presente invención, puede estar previsto que esta distancia sea esencialmente invariada por toda la anchura de la carcasa. Esto exige, sin embargo, una correspondiente forma de realización topográfica de la pared interior de la carcasa.

En función de las exigencias, la distancia más corta puede estar situada dentro de la zona de la curvatura; no obstante, la distancia más corta también puede estar prevista después de la parte de curvatura de la lengüeta de la carcasa, vista en la dirección de marcha o de desplazamiento. En este caso, queda constituida una cámara cuneiforme 10 entre la lengüeta de la carcasa y el lugar de la distancia más corta (Véase la Figura 3). A este efecto, el ángulo de acanaladura alfa puede variar de acuerdo con las necesidades.

Según una forma de realización especialmente conveniente resulta que, a través de una variación en las características arriba descritas, puede ser conseguido que una parte del medio de transporte sea aportada - dentro de la zona de la lengüeta 6 de la carcasa - otra vez hacia el comienzo 4' de la cámara de presión. En este caso, la separación entre el final 4'' de la cámara de presión y el comienzo 4' de la cámara de presión es llevada a efecto, por ejemplo, solamente dentro de las zonas del borde del ventilador, de tal modo que pueda ser impedida una indefinida corriente de retorno. Dentro de la parte central axial está prevista una transición suave desde el final de la cámara de presión hacia el comienzo de la cámara de presión, de tal manera que, por un lado, puedan ser incrementados el rendimiento en aire y el grado de eficacia y, por el otro lado, pueda ser reducida la irradiación de los ruidos.

Claims (6)

1. Ventilador radial con una elevada potencia específica; con un rotor cilíndrico (2) y con una carcasa (3), dentro de la cual una cámara de aire (4) - que se ensancha en torno al rotor cilíndrico (2) y que actúa como una cámara de presión - se extiende en forma de espiral y con unos contornos de curvatura hacia una abertura de salida de corriente (5); así como con una lengüeta de carcasa (6) para la separación entre el comienzo (4') de la cámara de presión y el final (4'') de la cámara de presión, la cual está realizada - por lo menos por una parte de la anchura (B) de la carcasa (3) - con una curvatura continua (7); a este efecto, la lengüeta (6) de la carcasa posee, por las paredes laterales de la carcasa, un respectivo radio de acanaladura, mientras que la extensión de la curvatura continua de la lengüeta de carcasa (6) corresponde a la extensión de los contornos de la abertura de salida de corriente (5) y, en este caso, la lengüeta de carcasa (6) tiene - por toda la extensión de la curvatura continua (7) - un radio de lengüeta (8) que esencialmente varía de forma constante.

2. Ventilador radial conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el radio (8) de la lengüeta es mayor dentro de la zona central de la anchura de la carcasa.

3. Ventilador radial conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque la distancia entre el diámetro exterior del rotor cilíndrico (2) y la lengüeta (6) de la carcasa a lo largo de la curvatura (7) es esencialmente idéntica por toda la anchura (B) de la carcasa.

4. Ventilador conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque la distancia más corta entre el diámetro exterior del rotor cilíndrico (2) y la carcasa (3) se encuentra situada dentro de la zona de la curvatura (7).

5. Ventilador radial conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque la distancia más corta entre el diámetro exterior del rotor cilíndrico (2) y la carcasa (3) está situada - vista en la dirección de desplazamiento - después de la zona de la curvatura (7) de la lengüeta de carcasa; así como caracterizado porque entre la lengüeta y el lugar de la distancia más corta queda constituida una cámara cuneiforme (10).

6. Ventilador radial conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque, dentro de la zona de la lengüeta de carcasa (6), una parte del medio de transporte es aportada otra vez hacia el comienzo (4') de la cámara de presión.